อะไรเป็นตัวตัดสินความแม่นยำในการตัดเฉือนของเครื่องกลึงซีเอ็นซีแนวนอน?

องค์ประกอบการตรวจจับตำแหน่งประกอบด้วยองค์ประกอบการตรวจจับ (เซ็นเซอร์) และอุปกรณ์ประมวลผลสัญญาณ และเป็นส่วนสำคัญของระบบเซอร์โววงปิดของเครื่องกลึงซีเอ็นซีแนวนอน หน้าที่ของมันคือการตรวจจับค่าที่แท้จริงของตำแหน่งและความเร็วของโต๊ะทำงาน และส่งสัญญาณป้อนกลับไปยังอุปกรณ์ควบคุมเชิงตัวเลขหรืออุปกรณ์เซอร์โว ทำให้เกิดการควบคุมแบบวงปิด องค์ประกอบการตรวจจับโดยทั่วไปใช้หลักการของแสงหรือแม่เหล็กในการตรวจจับตำแหน่งหรือความเร็ว

องค์ประกอบการตรวจจับตำแหน่งแบ่งออกเป็นองค์ประกอบการวัดโดยตรงและองค์ประกอบการวัดทางอ้อมตามวิธีการตรวจจับ โดยทั่วไปแล้วองค์ประกอบการตรวจจับเชิงเส้นจะใช้ในการวัดการเคลื่อนที่เชิงเส้นของเครื่องมือกล ซึ่งเรียกว่าการวัดโดยตรง และการควบคุมตำแหน่งแบบวงปิดที่เกิดขึ้นจะเรียกว่าการควบคุมแบบวงปิดแบบเต็ม ความแม่นยำในการวัดขึ้นอยู่กับความแม่นยำขององค์ประกอบการวัดเป็นหลัก และไม่ได้รับผลกระทบจากความแม่นยำของการส่งผ่านเครื่องมือกล เนื่องจากการเคลื่อนที่เชิงเส้นของโต๊ะเครื่องมือกลมีความสัมพันธ์ตามสัดส่วนที่แม่นยำกับมุมการหมุนของมอเตอร์ขับเคลื่อน จึงสามารถใช้วิธีการขับเคลื่อนและตรวจจับมุมการหมุนของมอเตอร์หรือสกรูเพื่อวัดระยะการเคลื่อนที่ของโต๊ะโดยอ้อมได้ วิธีนี้เรียกว่าการวัดทางอ้อม การควบคุมตำแหน่งวงปิดเรียกว่าการควบคุมแบบกึ่งปิด ความแม่นยำในการวัดขึ้นอยู่กับความแม่นยำขององค์ประกอบการตรวจจับและโซ่ขับเคลื่อนการป้อนเครื่องมือ ความแม่นยำในการตัดเฉือนของเครื่องมือเครื่อง CNC แบบวงปิดนั้นพิจารณาจากความแม่นยำของอุปกรณ์ตรวจจับตำแหน่งเป็นส่วนใหญ่ เครื่องมือเครื่อง CNC มีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากสำหรับองค์ประกอบการตรวจจับตำแหน่ง และความละเอียดมักจะอยู่ระหว่าง 0.001 ถึง 0.01 มม. หรือน้อยกว่า

1. ข้อกำหนดของระบบเซอร์โวฟีดสำหรับอุปกรณ์วัดตำแหน่ง

ระบบเซอร์โวฟีดมีความต้องการสูงสำหรับอุปกรณ์วัดตำแหน่ง:

1) อิทธิพลของอุณหภูมิและความชื้นเพียงเล็กน้อย การทำงานที่เชื่อถือได้ การเก็บรักษาความถูกต้องที่ดีและความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่แข็งแกร่ง

2) สามารถตอบสนองความต้องการของความแม่นยำ ความเร็ว และช่วงการวัด

3) ใช้งานง่ายและบำรุงรักษา ปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมการทำงานของเครื่องมือกล

4) ต้นทุนต่ำ

5) ง่ายต่อการรับรู้การวัดและการประมวลผลแบบไดนามิกความเร็วสูง และง่ายต่อการตระหนักถึงระบบอัตโนมัติ

อุปกรณ์ตรวจจับตำแหน่งสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ ตามวิธีการจำแนกประเภทที่แตกต่างกัน ตามรูปแบบของสัญญาณเอาท์พุต มันสามารถแบ่งออกเป็นดิจิตอลและแอนะล็อก; ตามประเภทของจุดฐานการวัด สามารถจำแนกเป็นส่วนที่เพิ่มขึ้นได้ ตามรูปแบบการเคลื่อนที่ขององค์ประกอบการวัดตำแหน่ง มันสามารถแบ่งออกเป็นแบบหมุนและเชิงเส้น

2. การวินิจฉัยและกำจัดข้อบกพร่องในอุปกรณ์ตรวจจับ

เมื่อเทียบกับอุปกรณ์ควบคุมเชิงตัวเลข ความน่าจะเป็นของความล้มเหลวขององค์ประกอบการตรวจจับค่อนข้างสูง และปรากฏการณ์ของความเสียหายของสายเคเบิล การปนเปื้อนขององค์ประกอบ และการเปลี่ยนรูปการชนกันมักจะเกิดขึ้น หากสงสัยว่าเป็นความผิดขององค์ประกอบการตรวจจับ ให้ตรวจสอบก่อนว่ามีการแตกหักของสายเคเบิล ความเปรอะเปื้อน การเสียรูป ฯลฯ และคุณสามารถกำหนดคุณภาพขององค์ประกอบการตรวจจับด้วยการวัดเอาท์พุตซึ่งต้องใช้ความชำนาญในการทำงาน หลักการและสัญญาณเอาท์พุตขององค์ประกอบการตรวจจับ ต่อไปนี้ใช้ระบบ SIEMENS เป็นตัวอย่างสำหรับคำอธิบาย

(1) ป้อนสัญญาณ ความสัมพันธ์ในการเชื่อมต่อระหว่างโมดูลควบคุมตำแหน่งของระบบซีเมนส์ซีเอ็นซีและอุปกรณ์ตรวจจับตำแหน่ง

สัญญาณเอาท์พุตของอุปกรณ์วัดแบบหมุนส่วนเพิ่มหรืออุปกรณ์เชิงเส้นมีสองรูปแบบ: di คือสัญญาณแรงดันไฟหรือกระแสไซน์ และ EXE เป็นตัวแก้ไขการสร้างพัลส์ di เป็นสัญญาณระดับ TTL ยกตัวอย่างไม้บรรทัดตะแกรงเอาท์พุตกระแสไซน์ HEIDENHA1N' ตะแกรงประกอบด้วยไม้บรรทัดตะแกรง, เครื่องแก้ไขรูปร่างพัลส์ (EXE), สายเคเบิลและขั้วต่อ

ในระหว่างการเคลื่อนที่ของเครื่องมือกล สัญญาณสามชุดจะถูกส่งออกจากหน่วยการสแกน: สัญญาณที่เพิ่มขึ้นสองชุดถูกสร้างขึ้นโดยโฟโตเซลล์สี่ชุด และโฟโตเซลล์สองชุดที่มีเฟสต่างกัน 180° จะเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน และรูปแบบการผลักของพวกมันจะก่อตัวเป็น ความต่างเฟส 90° และแอมพลิจูด Ie1 และ Ie2 สองชุดที่มีค่าประมาณ11μAคล้ายกับคลื่นไซน์ ชุดของสัญญาณอ้างอิงยังเชื่อมต่อในรูปแบบผลัก-ดึงด้วยโฟโตเซลล์สองตัวโดยมีความแตกต่าง 180° เอาต์พุตเป็นสัญญาณแหลม Ie0 ที่มีส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพประมาณ 5.5μA สัญญาณจะถูกสร้างขึ้นเมื่อผ่านเครื่องหมายอ้างอิงเท่านั้น เครื่องหมายอ้างอิงที่เรียกว่ามีการติดตั้งแม่เหล็กบนตัวเรือนของไม้บรรทัดตะแกรงและมีการติดตั้งสวิตช์กกบนหน่วยการสแกน เมื่อสวิตช์กกอยู่ใกล้กับแม่เหล็ก สามารถส่งสัญญาณอ้างอิงได้

สัญญาณส่วนเพิ่มสองชุด Ie1 และ Ie2 เข้าสู่ EXE ผ่านสายเคเบิลส่งสัญญาณและขั้วต่อ และหลังจากการขยายและกำหนดรูปร่าง สัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยมสองสัญญาณ Ua1 และ Ua2 ที่มีเฟสต่างกัน 90° และสัญญาณอ้างอิง Ua0 จะเป็นเอาต์พุต สัญญาณเหล่านี้ถูกรวมและประมวลผลอย่างเหมาะสม นั่นคือ สามารถสร้างพัลส์ได้ห้าพัลส์ในวงจรสัญญาณเดียว นั่นคือ 5 เท่าของความถี่ที่ประมวลผล และส่งไปยังโมดูลควบคุมตำแหน่ง CNC ผ่านตัวเชื่อมต่อ

(2) การประมวลผลสัญญาณ EXE หน้าที่ของพัลส์สร้างอินเตอร์โพเลเตอร์ (EXE) คือการขยาย แปลงร่าง คูณความถี่ และเตือนสัญญาณเอาต์พุตที่เพิ่มขึ้นโดยไม้บรรทัดตะแกรงหรือตัวเข้ารหัส และส่งออกไปยัง CNC เพื่อควบคุมตำแหน่ง EXE ประกอบด้วยวงจรพื้นฐานและวงจรย่อย

แผงวงจรพิมพ์แบบพื้นฐานประกอบด้วยตัวขยายช่องสัญญาณ วงจรสร้างรูปร่าง ไดรฟ์และวงจรสัญญาณเตือน ฯลฯ วงจรส่วนย่อยถูกสร้างเป็นแผงวงจรเป็นฟังก์ชันเสริม และแผงทั้งสองจะเชื่อมต่อผ่านขั้วต่อ J3

1) เครื่องขยายเสียงช่องสัญญาณ เมื่อตะแกรงตรวจจับและสร้างสัญญาณกระแสคลื่นไซน์ Ie1, Ie2 และ Ie0 ผ่านตัวขยายช่องสัญญาณ แอมพลิจูดของแรงดันกระแสไซน์จะถูกส่งออก

2) การสร้างวงจร ตามการขยายของ Ie1, Ie2 และ Ie0 วงจรการสร้างจะแปลงเป็นสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยมที่สอดคล้องกันสามสัญญาณ Ua1, Ua2 และ Ua0 ระดับสูง TTL มากกว่าหรือเท่ากับ 2.5V และระดับต่ำน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.5V .

3) วงจรเตือนภัย เมื่อตะแกรงทำให้สัญญาณเอาท์พุตของแอมพลิฟายเออร์แชนเนลเป็นศูนย์เนื่องจากการแตกของสายเคเบิลอินพุต มลพิษของตะแกรงหรือความเสียหายของหลอดไฟ สัญญาณเตือนจะถูกขับเคลื่อนโดยวงจรไดรฟ์แล้วส่งออกไปยัง CNC ระบบโดยตัวเชื่อมต่อ J2

4) วงจรย่อย ในการควบคุมตำแหน่งของเครื่องมือเครื่อง CNC ที่มีความแม่นยำสูง (เช่น เครื่องเจียร CNC) การวัดตำแหน่งจำเป็นต้องใช้ความละเอียดสูง ตัวอย่างเช่น ความแม่นยำของไม้บรรทัดตะแกรงเพียงอย่างเดียวไม่สามารถทำให้พอใจได้ ด้วยเหตุนี้จึงต้องใช้วงจรย่อยเพื่อปรับปรุงความละเอียด อัตราเพื่อตอบสนองความต้องการของเครื่องมือกลความเร็วสูง สัญญาณเอาท์พุตของแอมพลิฟายเออร์แชนเนลวงจรพื้นฐานเชื่อมต่อกับวงจรย่อยผ่านขั้วต่อ J3 หลังจากประมวลผลโดยวงจรส่วนย่อย สัญญาณเอาท์พุตของสองช่องสัญญาณที่มีเฟสต่างกัน 90° และอัตราส่วนหน้าที่ 1:1 ในรอบเดียวจะถูกส่งผ่านขั้วต่อ J3 แบ่งสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยม หลังจากที่หมายเลขตำแหน่งคลื่นสี่เหลี่ยมสองหมายเลขถูกขับเคลื่อนโดยวงจรไดรฟ์ในวงจรพื้นฐานแล้ว พวกมันจะเป็นสัญญาณช่องสัญญาณ Ua1 และ Ua2 ที่สอดคล้องกัน ซึ่งจะส่งออกไปยังระบบ CMC โดยขั้วต่อ J2

นอกจากนี้ จุดประสงค์ของวงจรการซิงโครไนซ์คือเพื่อให้ได้พัลส์อ้างอิงคลื่นสี่เหลี่ยมที่สอดคล้องกับขอบนำหน้าและตามหลังของสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยม Ua1 และ Ua2

3. รูปแบบทั่วไปของความผิดปกติในอุปกรณ์ตรวจจับ

(1) การแกว่งของกลไก (ระหว่างการเร่ง/ลดความเร็ว)

1) ตัวเข้ารหัสพัลส์ทำงานผิดปกติ ในตอนนี้ ให้ตรวจสอบว่าแรงดันไฟฟ้าของขั้วต่อสายป้อนกลับบนหน่วยความเร็วลดลง ณ จุดใดจุดหนึ่งหรือไม่ หากมีการดรอป แสดงว่าตัวเข้ารหัสพัลส์มีข้อบกพร่อง และควรเปลี่ยนตัวเข้ารหัส

2) คัปปลิ้งไขว้ของตัวเข้ารหัสพัลส์อาจเสียหาย ทำให้ความเร็วของเพลาไม่ตรงกับความเร็วที่ตรวจพบ ควรเปลี่ยนข้อต่อ

3) หากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาตรผิดปกติ ควรซ่อมแซมหรือเปลี่ยนเครื่องวัดวามเร็ว

(2) การหลบหนีทางกล (เร่ง) ในกรณีของการตรวจสอบหน่วยควบคุมตำแหน่งและหน่วยควบคุมความเร็ว ควรตรวจสอบจุดต่อไปนี้:

1) ตรวจสอบว่าการเดินสายของพัลส์เอ็นโค้ดเดอร์ผิดหรือไม่ ตรวจสอบว่าการเดินสายของเอ็นโค้ดเดอร์เป็นผลตอบรับเชิงบวกหรือไม่ และเฟส A และเฟส B เชื่อมต่อแบบย้อนกลับหรือไม่

2) ตรวจสอบว่าคัปปลิ้งเข้ารหัสพัลส์เสียหายหรือไม่ หากชำรุดให้เปลี่ยนข้อต่อ

3) ตรวจสอบว่าขั้วต่อของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า tachogenerator เชื่อมต่อแบบย้อนกลับหรือไม่ และตรวจสอบว่าสายสัญญาณกระตุ้นเชื่อมต่อไม่ถูกต้องหรือไม่

(3) แกนหมุนไม่สามารถปรับทิศทางได้หรือทิศทางไม่อยู่ในตำแหน่ง ตรวจสอบการตั้งค่าและการปรับวงจรควบคุมทิศทาง ตรวจสอบแผงการวางแนว และการปรับแผงวงจรพิมพ์ควบคุมแกนหมุน ในเวลาเดียวกัน ให้ตรวจสอบว่าตัวตรวจจับตำแหน่ง (ตัวเข้ารหัส) มีข้อบกพร่องหรือไม่

(4) ฟีดการสั่นสะเทือนของแกนประสานงาน หลังจากตรวจสอบว่าขดลวดมอเตอร์ลัดวงจรหรือไม่ สกรูป้อนทางกลเชื่อมต่อกับมอเตอร์อย่างดีหรือไม่ และทั้งระบบเซอร์โวเสถียรหรือไม่ ให้ตรวจสอบว่ารหัสพัลส์ดีหรือไม่ การเชื่อมต่อคลัปปลิงมีเสถียรภาพและเชื่อถือได้หรือไม่ และ ไม่ว่าเครื่องวัดวามเร็วจะเชื่อถือได้หรือไม่

(5) การเตือนที่เกิดจากข้อผิดพลาดของโปรแกรมและข้อผิดพลาดในการดำเนินการในการเตือน NC ตัวอย่างเช่น NC รายงาน 090# และ 091# ของระบบ FAUNUC-6ME เกิดสัญญาณเตือน NC ซึ่งอาจเกิดจากความล้มเหลวของวงจรหลักและความเร็วในการป้อนต่ำเกินไป ในขณะเดียวกัน อาจเป็นไปได้ว่าตัวเข้ารหัสพัลส์เสีย แรงดันไฟของเครื่องเข้ารหัสพัลส์ต่ำเกินไป ในขณะนี้ ให้ปรับ 15V ของแรงดันไฟของแหล่งจ่ายไฟเพื่อให้ค่าแรงดันไฟที่ขั้ว +5V ของแผงวงจรหลักอยู่ในช่วง 4.95~5.10V; ไม่มีอินพุทพัลส์ สัญญาณไฟเลี้ยวเดียวของเอ็นโค้ดเดอร์ไม่สามารถส่งกลับจุดอ้างอิงได้ตามปกติ

(6) สัญญาณเตือนของระบบเซอร์โว เช่นระบบ FAUNUC-6ME's servo alarm 416#, 426#, 436#, 446#, 456#, ระบบ SINUMERIK880's servo alarm I364#, ระบบ SINUMERIK8's สัญญาณเตือนเซอร์โว 114 #, 104 # ฯลฯ เมื่อหมายเลขสัญญาณเตือนด้านบนปรากฏขึ้น อาจเป็น: สัญญาณตอบรับของตัวเข้ารหัสพัลส์แกนขาด ไฟฟ้าลัดวงจรและการสูญเสียสัญญาณ ใช้ออสซิลโลสโคปเพื่อวัดเฟส A และ B- สัญญาณการปฏิวัติเฟสเดียว ตัวเข้ารหัสปนเปื้อน สกปรกเกินไป และไม่สามารถรับสัญญาณได้อย่างถูกต้อง

ในระยะสั้นในความล้มเหลวของอุปกรณ์ CNC อัตราความล้มเหลวของส่วนประกอบการตรวจจับค่อนข้างสูง ตราบใดที่การใช้งานที่ถูกต้องและการเสริมความแข็งแกร่งของการบำรุงรักษา และการวิเคราะห์เชิงลึกของปัญหาที่เกิดขึ้น อัตราความล้มเหลวจะลดลง และความล้มเหลวสามารถแก้ไขได้อย่างรวดเร็วเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานปกติของอุปกรณ์